肖宏波++李靜

著重從提高學生學習興趣，引導學生創(chuàng)新為出發(fā)點，構建光學課程體系，采用開放問題討論的教學方法，幫助學生建立正確的物理概念。實踐表明，培養(yǎng)了學生的創(chuàng)新思維，提高了學生學習的主動性和教學效果。

光學創(chuàng)新能力教學研究21世紀是經(jīng)濟和信息的全球化時代，是綜合國力的國際競爭日趨激烈的時代。面對嚴峻挑戰(zhàn)，高等教育目標及培養(yǎng)模式改革勢在必行?！白⒅嘏囵B(yǎng)一線的創(chuàng)新人才”是黨和國家對新時期對我國高等教育提出的新要求。學習能力、實踐能力、創(chuàng)新精神也是評價地方高校是否滿足社會需要的重要指標，是影響學生終身發(fā)展的重要因素。教育部提出的“卓越工程師培訓計劃”及大學生科技競賽項目的實施——旨在“培養(yǎng)造就一大批創(chuàng)新能力強，適應經(jīng)濟社會發(fā)展需要的高素質(zhì)各類工程技術人才，為國家走新型工業(yè)化發(fā)展道路、建設創(chuàng)新型國家和人才強國戰(zhàn)略服務”，再次強調(diào)學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

因此，作為光學專業(yè)課程老師，需要培養(yǎng)學生的學習興趣，使學生具有獨立思考的創(chuàng)新意識，而不能使學生感覺學習過程的無聊或者索然無味，而對課程喪失興趣，只是敷衍期末考試。創(chuàng)新從思考中來，從實踐中來，首先引導和培養(yǎng)學生對課程的濃厚興趣，學生才能夠深入學習，主動思考，認真實踐，才有可能做出一定的創(chuàng)新。

一、目前光學教學中存在的問題

《光學》課程是應用物理專業(yè)及材料物理專業(yè)本科生非常重要的一門專業(yè)基礎課，在我國大部分理工科院校的光信息和電子信息工程等專業(yè)中開設。在專業(yè)教育中具有非常重要的地位，其突出特點是擁有大量復雜的光學系統(tǒng)結構圖和實用元器件圖，且不同于一般的示意圖，準確度要求高，而且涉及到空間、時間、相位等概念。其內(nèi)容和思想對后繼課程的學習和科學素質(zhì)的培養(yǎng)都具有深遠而持久影響。該課程在理論教學部分包括波動光學、幾何光學、光與物質(zhì)的相互作用等主要內(nèi)容。這些內(nèi)容現(xiàn)象直觀，但理論抽象，對于剛剛學習這門課程的本科生而言，需要較好的邏輯思維和空間想象能力，課程教學中部分數(shù)學公式推導較麻煩，課后習題難度較大。筆者總結近3～5屆學生理論教學的情況，認為在目前的理論教學部分普遍存在以下幾個方面的問題：

1.隨著理論分析的深入，有的同學逐漸喪失了學習的興趣。在第一次介紹光學所研究的廣泛內(nèi)容和應用領域及前沿知識的時候，學生表現(xiàn)出濃厚的學習興趣，上課課堂紀律較好。隨著課程逐漸進入理論學習，從光學現(xiàn)象認識到光的波動理論分析，再進一步學習幾何光學成像系統(tǒng)的成像特征、系統(tǒng)設計要求、成像計算等，對于數(shù)理基礎相對薄弱的學生而言，很多知識和概念都理解不夠透徹，導致僅僅停留在現(xiàn)象的直觀認識上，無法解決相應問題。同時，他們還要忙于其它課程學習和各門類的實驗，就逐漸喪失了學習光學課程的興趣，表現(xiàn)為上課缺席、睡覺、私下說話等不遵守課堂紀律的行為。在課程理論內(nèi)容講授到光的時空相干性后，對學生問卷調(diào)查顯示，只有64%的學生表示對該課程感興趣或者比較感興趣，有36%的學生表示已經(jīng)對該課程沒有興趣，有12%的學生表示厭學該課程。這說明，盡管老師強調(diào)這些基本理論是現(xiàn)代光學技術、光纖通信等其他相關課程的基礎，但是學生在逐漸深入的理論課程學習過程中，由于種種原因，已經(jīng)對該課程喪失了濃厚的學習興趣和熱情。

2.光學過程抽象，不理解公式所包含的物理意義。由于光學現(xiàn)象認識的升華是需要很多數(shù)學公式的論證和說明，如用光的電磁基礎、光強度的定義等，很多學生在學習過程中，對公式所代表的光學的物理含義一知半解，沒有建立清晰的物理概念和數(shù)學表達式間的聯(lián)絡。學習的過程就是在基礎知識理解后循序漸進，逐步深入，如果由于喪失興趣，一知半解，長期下來，等到學習光的相干性討論等內(nèi)容時，有些學生基本上就放棄學習了。

3.作業(yè)敷衍，缺乏獨立思考。光學課程，我們采用了姚啟鈞的教材，這是一本非常經(jīng)典的光學教材，各個章節(jié)的習題針對性很強，但完成作業(yè)需要對物理概念及定義的很好理解，因此很多學生的作業(yè)遇到困難，缺乏獨立思考，甚至互相抄襲。

二、光學理論教學的創(chuàng)新改革實踐

針對學生在理論學習過程中的問題和遇到的困難，我們在光學課程理論教學過程中，構建了如圖1的創(chuàng)新教育體系，著重從提高學生理論學習興趣，提高學生獨立思考能力，加強師生互動，加強基礎知識訓練等發(fā)面，采用深入淺出，拓寬知識面，加強理論應用結合點，融入科研內(nèi)容等多種方法和手段，改善理論教學效果。在課程理論教學改革的過程中，主要采用了以下的改進手段：

1.在專業(yè)理論教學中提取創(chuàng)新要素。創(chuàng)新教育要結合具體的專業(yè)知識，不能脫離本課程的教學內(nèi)容。創(chuàng)新不是空想，它總或多或少的涉及到一些專業(yè)的知識，這些就是創(chuàng)新的要素也是種子，所以要重視從專業(yè)知識中提取創(chuàng)新要素。具體做法就是結合專業(yè)內(nèi)容，將與前沿有關或尚未解決或存在思考空間的問題帶到課堂上進行介紹，以學生能夠理解為尺度，強調(diào)創(chuàng)新的原理基礎，播下創(chuàng)新的種子，引起學生的興趣，覺得學有所用，很有收獲感。

2.制作信息量大，理論清晰，重點突出，內(nèi)容生動活潑的PPT課件，為創(chuàng)新思維的星星之火助燃。光學教學內(nèi)容的基礎理論部分包含了波動理論分析，幾何光學理論和光學成像系統(tǒng)等公式較多、概念抽象的教學內(nèi)容?，F(xiàn)在的教學方式多采用PPT和板書相結合的方式進行。課件的制作非常重要，如果課件中有大量的公式出現(xiàn)在同一張PPT頁面上，又不采用逐條顯示的方式，學生見到這樣繁雜的PPT課件，很快對學習感到厭煩了，也失去了學習的興趣。所以，我們在PPT課件的制作上，采用了公式推導用板書，結果用PPT顯示，重點突出，動靜結合等手段，使學生對基礎知識掌握扎實。

3.采用啟發(fā)討論式教學方式，多問幾個為什么，加強師生互動環(huán)節(jié)。光學的理論知識教學，如果采用平鋪直敘的教學方法，學生很容易疲倦，特別是大班上課的情況。如果有部分學生對于所教授的理論知識感到厭煩，就會影響整個課堂教學秩序。所以，理論性強的課堂教學，需要采用啟發(fā)式教學，一步一步地啟發(fā)學生，多問幾個為什么，用怎樣的思路，用什么樣的方法去解決問題，讓學生帶著對問題答案的思索和探求，跟著老師的思路走。例如，用不同的分析方法分析費涅耳衍射和夫瑯和費衍射，教師引導學生對學習的內(nèi)容進行分析，比較和總結，比較這兩種方法的不同之處，讓學生參與討論和總結，可以加深理解。

4.及時總結爭取創(chuàng)新成果。能否讓學生體會到創(chuàng)新成就感、保持創(chuàng)新源動力，也是創(chuàng)新可持續(xù)發(fā)展的重要方面。創(chuàng)新的成就感主要體現(xiàn)在創(chuàng)新過程和創(chuàng)新結果兩個階段。在研究過程中，想出了某種特殊的方法，發(fā)現(xiàn)了某種特殊的意義，解決了某個難題，或者有可能在某些領域得到應用，都會令學生產(chǎn)生強烈的成就感。因此，指導學生進行成果整理，及時認真進行總結，形成創(chuàng)新成果，也是下一次創(chuàng)新的開端。

三、結論

結合光學專業(yè)課程建設，構建創(chuàng)新體系，在課程教學中主要從課件、教法、問題、習題等幾個方面進行了理論教學的改革和實踐。鼓勵學有余力的學生參加科研工作，開展創(chuàng)新性實驗建設，使理論教學改革配合創(chuàng)新性實驗建設，促進大學生的素質(zhì)教育，促進學生創(chuàng)新和發(fā)展。

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本文系西安工業(yè)大學教改項目支持（14JGY29）。